机械设计基础2008-2009第2学期考试试卷B.doc

中国矿业大学2008～2009学年第 2 学期
《机械设计基础》48学时试卷（B）卷
考试时间100分钟 考试方式：闭卷

学院______ ___班级 _________姓名 ____ ___ __学号 ____ _____
题 号
一
二
三
四
五
总成绩
分 值
30
15
5
40
10
100
得 分

阅 卷 人

一、 选择题（每小题 2 分，共 30 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确答案。
1． 下列关于“机器”说法不正确的是：
A： 机器是由多个构件组成
B： 机器能够完成能量的传递或转换
C： 机器可以由一个或多个机构组成
D： 组成机器的各部分之间可以不具有确定的相对运动 【D】
2． 机构具有确定相对运动的条件是 。
（A）F≥0 （B）N≥4 （C）W>1 （D）F=W 【D】
3． 在凸轮机构中，基圆半径取得越小，则凸轮机构的结构越紧凑，但过小的基圆半径会导致压力角____
A：变小 B：不变 C：变大 D.不能确定 【C】
4． 一对标准直齿圆柱齿轮标准中心距为a0=100mm，传动比i0=3，如果安装时实际中心距a=100.1mm时，则实际传动时传动比i等于
A：3.01 B：3 C： 3.33 D：2.67 【B】
5． 循环特性r=-1的应力称为：
A：对称循环变应力 B： 脉动循环变应力
C：静应力 D：一般非对称循环变应力 【A】
6． 用齿条刀具加工标准齿轮时，如果被加工齿轮的齿数小于___时，则会产生根切。
A：14 B：15 C：16 D：17 【D】
7． 一转动导杆机构的主动件曲柄匀速转动，行程速比K=1.5，则导杆的摆角为：
A：0度 B：36度 C：45度 D：90度 【B】
8． 在齿轮传动中，轮齿发生折断的危险截面在：
A：齿顶部分 B：齿根部分
C：节线附近 D：沿齿面逐渐变化 【B】
9． 公称直径相同时，细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，内径大，故细牙螺纹_______。
A：自锁性好，强度低 B：自锁性好，强度高
C：自锁性差，强度高 D：自锁性差，强度低 【B】
10． 下列关于各类键连接中键的工作面说法正确的是：
A：平键的工作面是上下面 B：半圆键的工作面是上平面
C：楔键的工作面是两侧面 D：楔键的工作面是上下面 【D】
11． 闭式齿轮传动，在设计硬齿面齿轮时应该采用的强度设计准则是：
A：先按照接触疲劳强度设计，再按照弯曲疲劳强度校核
B：先按照弯曲疲劳强度设计，再按照接触疲劳强度校核
C：只需按照弯曲疲劳强度设计，不需要校核
D：只需按照接触疲劳强度设计，不需要校核 【B】
12． 既承受弯矩又承受转矩的轴叫做：
A：转轴 B：主轴 C：心轴 D：传动轴 【A】
13． 向心角接触轴承的接触角的取值范围是：
A：α=0° B：0°<α≤45° C： 45°<α≤90° D：α=90° 【B】
14． 在下列轴承中，只能承受径向力的轴承类型是：
A：深沟球轴承 B：圆锥滚子轴承
C：推力球轴承 D：圆柱滚子轴承 【D】
15． 行星轮系和差动轮系的区分依据是：
A：中心轮是否固定 B：轮系的自由度数
C：是否存在行星架 D：齿轮轴线位置是否固定 【B】
二、 填空题：（共15分）把答案填在题中横线上。
1． 作相对平面运动的三个构件共有 3 个瞬心。
2． 平面连杆机构是由若干构件用 低副 连接组成的平面机构。
3． 平面四杆机的急回运动特性可用以缩短_非生产时间_，从而提高工作效率。
4． 决定凸轮机构的从动件预定运动规律的是 凸轮轮廓曲线的形状 。
5． 当压力角增大到一定程度时，凸轮机构的从动件导路中摩擦阻力大于有用分力，无论凸轮给从动件的作用力多大，从动件都不能运动，这种现象叫 自锁 ；曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆共线时，从动件摇杆的传动角等于零，此时机构处于 死点 位置。
6． 从动件上的驱动力 与 该力作用点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角；传动角与压力角的关系是 互余 。
7． 调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上 飞轮 。
8． 不管有多少个不平衡量，动平衡都只需在____2___个平面上增减平衡重就可以实现平衡，静平衡只需在____1___个平面上增减平衡重就可以实现平衡。
9． 螺纹同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为 导程 ；相邻两牙在中径线上对应两点的间的轴向距离称为 螺距 。
10． 在滚动轴承中，62205表示的轴承内径是 25 。
三、 简答题：（共5分）
1． 轴的结构设计就是合理确定轴的各部分形状和尺寸，请简述其主要要求。（5分）
1) 工艺要求：便于加工、轴上零件易于装拆（制造安装要求）；（1分）
2) 定位要求：轴上零件要有准确的工作位置；（1分）
3) 固定要求：各零件要牢固而可靠地相对固定；（1分）
4) 受力要求：改善受力状况，减小应力集中和提高疲劳强度。（2分）

四、 计算题：（共40分）
1． 计算下面所示2个机构的自由度。(若图中含有复合铰链﹑局部自由度或虚约束等情况时，应在图中一一指出)。（10分）
虚约束（1分）复合铰链（1分）局部自由度（1分）
图（1） F=7×3-2×9-1=2（3分）

图（2） J（局部自由度）（2分）
F1＝3n－2PL－PH＝3×8－2×11－1×1＝1（3分）
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2． 下图所示轮系中已知：Z1=27，Z2=17，Z3=61，齿轮1的转速n1=6000r/min，求传动比i1H和行星架的H的转速nH。（10分）

解：
（5分）

（3分）

（2分）

3． 图示盘形回转件上有4个偏置质量，质量m1= 10 kg，m2=14 kg，m3=16kg，m4=10 kg，r1=50mm， r2=100mm， r3=75mm，r4=50mm，设所有不平衡质量分布在同一回转面内，问应在什么方位、加多大的平衡质径积才能达到平衡。（要求采用图解法，尺规作图）（10分）
（4分）
解：先求出各不平衡质径积的大小：
，，
，，（2分）
方向沿着各自的向径指向外面。用作图法求解。（4分）
由静平衡条件得：，（2分）
由图量得 ，方向与水平夹角为 。（2分）
4． 已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=3mm，z1=19，z2=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、中心距、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。（10分）
解：分度圆直径：d1=m1z=3×19=57mm d2=m2z=3×41=123mm（1分）
齿顶高：ha=ha*m=3mm （1分）
齿根高hf=(hf*+c*)m=(1+0.25)×3=3.75（1分）
中心距：（1分）
齿顶圆直径：
　　　　　（1分）
齿根圆直径：
　　　　　　（1分）
基圆直径：
（1分）
齿距：：（1分）
齿厚、齿槽宽：（2分）

五、 分析题（共10分）
1． 在下图所示的铰链四杆机构中，已知lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD为机架。
1) 若此机构为曲柄摇杆机构，AB为曲柄，求lAB的最大值；
2) 若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值；

解:设lAB=a，lBC=b,lCD=c,lAD=d；
①a为曲柄，a最小，a≤30，且a+b≤c+d； ==>a≤15 (4分)
②d最小，50≥a>30; b+d≤a+c； ==>a≥45 ,且a≤50 (3分)
a>50; a+d≤b+c； ==> a≤55,且a>50
所以: 45≤a≤55 (3分)